深度制冷CCD相机在化学发光成像中的应用

       生物机体在热应激（或其他应激）状态下所表现的以基因表达变化为特征的防御适应反应称为热休克反应（heat shock response，HSR）。而在热应激（或其他应激）时新合成或者合成增多的一组蛋白质称为热休克蛋白（heat shock protein，HSP）。

       热休克蛋白Heat Shock Proteins (HSPs)，是在从细菌到哺乳动物中广泛存在一类热应激蛋白质。当有机体暴露于高温的时候，就会由热激发合成此种蛋白，来保护有机体自身。许多热休克蛋白具有分子伴侣活性。按照蛋白的大小，热休克蛋白共分为五类，分别为HSP100，HSP90，HSP70，HSP60 以及小分子热休克蛋白sHSPs (small Heat Shock Proteins)。

       小分子热休克蛋白分子量为12-34KD，它的分布极为广泛，从细菌到人的基因组里都有小分子热休克蛋白的基因。

       与其他大分子的热休克蛋白不同的是，小分子热休克蛋白似乎对于细胞的功能并不是必不可少的。但是，sHSPs具有多种功能，包括赋予细胞以耐热性以抵抗高温，作为分子伴侣以防止蛋白聚集，对抗正常的细胞死亡，从而调节细胞的生存和死亡的平衡。能避免底物变性的sHSPs最少量与底物和热休克蛋白都有关(Rosalind et al., 1998)。

       许多小分子热休克蛋白基因一般并不表达，显著表达小分子热休克蛋白一般是细胞受到外部刺激的时候，比如高温刺激。现已发现，除了热刺激之外还有许多物理、化学刺激可以激活小分子热休克蛋白的表达，例如紫外线、射线、机械损伤、酸、氧化剂等等。可见，小分子热休克蛋白是抵御外界不良刺激的重要物质。

       2015年，美国北卡罗莱纳州立大学（North Carolina State University）的Colleen Doherty博士，使用英国Raptor 公司的 Eagle V相机研究植物的昼夜节律变化。Colleen Doherty博士利用基因修饰过的拟南芥在已知的热休克基因上表达萤火虫荧光素酶，她在植物的根部观察到了意想不到的表达现象，具体如下图所示：

                                                                                         图一：热休克发生之前（5min曝光时间）     

                                                                                              图二：热休克发生45min之后（5min曝光时间）